La base del funzionamento di un organismo multicellulare è la specializzazione delle cellule finalizzate allo svolgimento di una specifica funzione. Questa differenziazione cellulare inizia all'inizio dello sviluppo dell'embrione. Ma nel nostro corpo ci sono cellule in grado di acquisire varie specializzazioni nel corso della vita di una persona. E questo vale pienamente per le cellule staminali ematopoietiche, che mantengono una composizione quantitativa e qualitativa costante delle cellule del sangue.
Informazioni generali
Le cellule staminali ematopoietiche (Hematopoietic Stem Cell, dalle parole greche Haima - sangue, Poiesis - creazione) sono cellule staminali capaci di divisione e differenziazione illimitate in cellule del sangue.
Lorosi formano nel midollo osseo rosso e si differenziano in quattro direzioni:
- Eritroide (nei globuli rossi).
- Megacariocitico (nelle piastrine).
- Mieloide (fagociti multinucleari, leucociti).
- Linfoide (nei linfociti).
Il trapianto di cellule staminali ematopoietiche (allogeniche - da donatore, autologo - trapianto di cellule proprie) ripristina il sistema ematopoietico, che può essere compromesso in alcune malattie, la chemioterapia.
Il primo trapianto di cellule staminali autogene fu effettuato nel 1969 da E. Thomas (Seattle, USA). Le moderne tecniche nell'80% dei casi possono sconfiggere il cancro del sangue. In questa fase la medicina ha a disposizione i metodi della medicina fetale, quando la donazione di cellule staminali ematopoietiche è fornita dal sangue del cordone ombelicale, dai tessuti embrionali, dal midollo osseo, dal tessuto adiposo.
Caratteristiche di questo materiale cellulare
Le cellule staminali ematopoietiche (emocitoblasti) hanno due proprietà principali:
- La capacità di divisione asimmetrica, durante la quale si formano due cellule figlie, identiche alla madre. Tuttavia, le cellule non subiscono differenziazione. Rimangono cellule staminali ematopoietiche multipotenti. Ciò significa che possono scegliere uno qualsiasi dei percorsi di specializzazione sopra indicati.
- La presenza di potenziale differenziante nelle cellule staminali ematopoietiche. Ciò significa che le cellule staminali si stanno dividendo e le cellule figlie iniziano la lorospecializzazione, trasformandosi in eritrociti, piastrine, linfociti, leucociti altamente specializzati.
Le cellule staminali ematopoietiche nel midollo osseo, come tutte le cellule del nostro corpo, hanno un'età: una breve "infanzia", una "giovinezza" che vola velocemente, quando le cellule scelgono "esercito" o "studio" e un lungo periodo “maturità”.
Andrò dai globuli rossi - lascia che me lo insegnino
La maggior parte delle cellule staminali ematopoietiche nel midollo osseo sono dormienti - non si dividono. Ma quando l'emocitoblasto si sveglia, fa la scelta più importante: dare origine a una nuova cellula staminale multipotente o avviare il processo di specializzazione delle cellule figlie. Nel primo caso, la cellula può prolungare la sua "infanzia" indefinitamente, nel secondo caso, le cellule entrano nel periodo successivo della loro vita.
Le cellule ematopoietiche mature iniziano a dividersi in modo asimmetrico, il che porta alla loro differenziazione e specializzazione. Si formano i precursori delle cellule che scelgono "studio" - il percorso mieloide di sviluppo, o "esercito" - il percorso linfoide di sviluppo.
Gli emocitoblasti mieloidi si sviluppano in piastrine, eritrociti, leucociti macrofagi, granulociti (un tipo di leucocita - eosinofili, neutrofili o basofili).
Gli emocitoblasti linfoidi daranno origine a cellule della difesa immunitaria del corpo: linfociti T (riconoscere gli antigeni di estranei), linfociti B (producono anticorpi), T-helper (attaccano le cellule estranee), linfociti NK (fornire la fagocitosi di agenti estranei).
Realizzare il potenziale
Le cellule staminali ematopoietiche, entrando nella fase di differenziazione, perdono la loro multipotenza e realizzano il loro potenziale. Diversi fattori influenzano la scelta del percorso di sviluppo dell'emocitoblasto:
- Ambiente - diverse aree del midollo osseo si differenziano in modi diversi.
- Fattori che agiscono a distanza. Ad esempio, l'ormone eritropoietina, che stimola la formazione dei globuli rossi, viene sintetizzato nei reni. Tutte queste sostanze biologicamente attive sono chiamate citochine e fattori di crescita (ormone paratiroideo, interleuchina).
- Segnali del sistema nervoso simpatico che trasmettono informazioni sullo stato del corpo e sulla composizione del sangue.
Oggi i meccanismi dell'emopoiesi non sono stati del tutto svelati e stanno ancora aspettando i loro premi Nobel che impareranno a controllare il destino dell'emocitoblasto.
Trapianto di midollo osseo
Questo è il termine usato più spesso per riferirsi al trapianto di cellule staminali ematopoietiche. Questo è un metodo ampiamente utilizzato nel trattamento di malattie del sangue, patologie oncologiche e genetiche. I moderni metodi di terapia consentono di utilizzare non solo il midollo osseo del donatore. Oggi, il donatore di cellule staminali ematopoietiche è il sangue periferico, il sangue del cordone ombelicale e i prodotti della medicina fetale (embrionale).
L'essenza del trapianto di emocitoblasti è la seguente. Nella fase iniziale, il paziente subisce una fase di condizionamento (irradiazione o chemioterapia), in cui viene soppresso il funzionamento del proprio midollo osseo. Il paziente viene quindi somministratouna sospensione di cellule ematopoietiche che popolano i suoi organi ematopoietici e ripristinano le funzioni ematopoietiche.
Proprio o di altri
A seconda della fonte delle cellule staminali per il trapianto, allocare:
- Autotrapianto. Con questa terapia, al paziente viene somministrata una sospensione dei propri emocitoblasti, che vengono presi in anticipo e conservati congelati. Questo tipo di trapianto viene utilizzato nel trattamento di linfomi, neuroblastomi, tumori cerebrali e altre neoplasie solide.
- Allotrapianto. In questo caso vengono utilizzate cellule ematopoietiche del donatore, che possono essere parenti stretti del paziente o selezionate dai registri dei donatori di midollo osseo.
Con l'autotrapianto, non ci sono rigetto cellulare e complicazioni immunitarie, ma questo metodo non è sempre efficace. L'allotrapianto è efficace per molte patologie congenite (anemia di Fanconi, immunodeficienze combinate gravi) e acquisite (leucemia, anemia aplastica, sindrome mielodisplastica) del sangue e del sistema ematopoietico, ma richiede un'attenta selezione di un donatore per l'istocompatibilità.
Riassumendo
Ma in ogni caso, il trapianto di midollo osseo è associato a un rischio significativo per la salute del paziente. Ecco perché viene effettuato solo in caso di necessità vitale.
I metodi moderni di trapianto di midollo osseo hanno già salvato la vita a migliaia di pazienti con patologie del sangue.
Steloi globuli del sangue del cordone ombelicale sono stati utilizzati per la prima volta nel 1987 e oggi queste tecniche hanno già salvato più di 10.000 pazienti. Allo stesso tempo, si sviluppano banche di cellule staminali del sangue del cordone ombelicale, perché possono essere assunte non più di 100 ml e solo una volta. Una volta congelate, le cellule rimangono vitali per 20 anni ed è possibile prelevare sangue da donatori in tali banche.
Un' altra direzione nello sviluppo del trapianto di cellule staminali è la terapia fetale, che utilizza le cellule degli embrioni. La loro fonte è materiale abortivo. Ma questo è un argomento per un articolo completamente diverso.
